1. За какое время при электролизе воды выделится 1 г кислорода, если сила тока через электролит 2 А?...

1. За 1 секунду выделится 0,5 г кислорода.

Для выделения 1 г кислорода необходимо выделить 1 моль кислорода, так как атомная масса кислорода составляет 16 г/моль. Так как валентность кислорода равна 2, то количество зарядов, необходимое для выделения 1 моля кислорода, составит 2 * 96500 Кл = 193000 Кл.

Таким образом, для выделения 1 г кислорода (1 моль) при силе тока 2 А понадобится время, равное 193000 Кл / 2 А = 96500 секунд, или 26,8 часов.

Итак, при силе тока 2 А для выделения 1 г кислорода потребуется примерно 26,8 часов.

Чтобы решить задачу по электролизу воды, нужно определить время, за которое выделится 1 грамм кислорода при заданной силе тока. Для этого используем законы Фарадея для электролиза.

1. Во-первых, определим количество молей кислорода, соответствующее 1 грамму. Молярная масса кислорода (O₂) составляет 32 г/моль (так как молекула кислорода состоит из двух атомов с атомной массой 16 г/моль).

[ n = \frac{m}{M} ]

где:

• ( n ) — количество молей,
• ( m ) — масса вещества,
• ( M ) — молярная масса.

Подставляем значения:

[ n = \frac{1 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 0,03125 \text{ моль} ]

1. Теперь определим количество электричества, необходимое для выделения 0,03125 моль кислорода. Для этого воспользуемся вторым законом Фарадея:

[ Q = n \cdot z \cdot F ]

где:

• ( Q ) — количество электричества (в кулонах),
• ( n ) — количество молей,
• ( z ) — количество электронов, участвующих в реакции на одну молекулу кислорода (валентность) (для O₂ это 4, так как каждая молекула O₂ требует 4 электрона),
• ( F ) — постоянная Фарадея (96500 Кл/моль).

Подставляем значения:

[ Q = 0,03125 \text{ моль} \cdot 4 \cdot 96500 \text{ Кл/моль} ]

[ Q = 0,03125 \cdot 386000 \text{ Кл} ]

[ Q = 12062,5 \text{ Кл} ]

1. Теперь определим время, необходимое для прохождения этого количества электричества при заданной силе тока. Для этого используем формулу:

[ t = \frac{Q}{I} ]

где:

• ( t ) — время (в секундах),
• ( Q ) — количество электричества (в кулонах),
• ( I ) — сила тока (в амперах).

Подставляем значения:

[ t = \frac{12062,5 \text{ Кл}}{2 \text{ А}} ]

[ t = 6031,25 \text{ с} ]

1. Переведем время в более удобную единицу — минуты:

[ t = \frac{6031,25 \text{ с}}{60 \text{ с/мин}} ]

[ t \approx 100,52 \text{ мин} ]

Таким образом, при электролизе воды с силой тока 2 А для выделения 1 грамма кислорода потребуется примерно 100,52 минуты.